纳米气泡是近年来才新兴起来的课题,自提出纳米气泡的存在到现在仅有20多年,开始很多人否定纳米气泡存在的可能性,现在人们已经基本认同纳米气泡存在并与许多界面现象密切相关。由于检测手段的限制,纳米气泡的存在虽然有大量间接证据的支持,却没有得到直接的实验证实。直到2000年至2001年,首批纳米气泡的原子力显微镜图像发表,之后中子反射的测定结果也表明固液界面有气体富集。这样纳米气泡的存在就得到了直接的实验证实。同时,有相关研究发现通过冷冻-抽真空-解冻的深度脱气法,可以除去溶液中的溶解气体和纳米气泡。但是目前与纳米气泡有关的研究仍处于激烈的争论中.包括纳米气泡的来源和纳米气泡的形貌等基本问题。纳米气泡的形成规律以及具有哪些普通气泡不具备的特性等问题的研究目前还涉及的比较少,很多方面还尚未到成共识。用接触模式观察纳米气泡,针尖的作用力越大,观察到纳米气泡就越小。说明纳米气泡非常柔软,这些为AFM观察到的就是纳米气泡提供了证据。纳米气层和纳米气泡最有力的证据来自于脱气的研究,醇水脱气后纳米气层基本上不再形成,纳米气泡的数量也减少。这明确反映了溶解气体在纳米气层和纳米气泡的形成过程中起着重要的作用,有力地证明了AFM观察到的就是纳米气层和纳米气泡。但AFM的不足在于无法定性,即无法确定观察到形貌特征是什么物质。利用软X射线测试技术(STXM)测量纳米气泡在氧的K吸收谱与纯氧吸收谱的比较,并结合堆栈和双能化学元素分析,则能弥补AFM的不足,从而为纳米气泡和纳米气层的真实存在提供了更加充实的证据。纳米气泡在固/液界面的存在已经得到证实,因其能影响许多界面过程而成为新的研究焦点。目前对于纳米气泡众多相关应用领域的研究才刚刚起步。本论文主要对纳米气泡在水体增氧方面进行了一些初步的应用研究,为了研究氧气微纳米气泡在憎水颗粒表面的吸附影响,本文对溶剂和分散质粒子进行深度脱气处理,采用外源法泵入纯氧产生微纳米气泡。对获得的分散样品溶解氧量测定。溶解氧测试结果显示,微纳米气泡在水体中的增氧作用的效率得到明显改善,特别是在磁力搅拌、超声处理条件下,水中的溶解氧量迅速增加。纳米气泡的存在、性质及应用方面都值得我们去探索研究,本文首先对纳米气泡的存在进行了进一步的验证,然后对纳米气泡在水体修复及医疗缺氧方面的作用做了初步研究。超微细气泡水体修复技术在国际上属于前沿科技,纳米级气泡水体修复技术目前为止研究者甚少,这种技术能有效地解决目前社会上比较严重的水污染问题,由于它是采用的单纯的物理方法来解决水污染问题的,因此在水处理的过程中不可能形成二次污染。氧气纳米气泡应用于医疗缺氧可以减少副作用,极有可能成为一种新的肿瘤靶向药物输送系统,利用超声设备将气泡定位在肿瘤周围,采用加强超声放疗“引爆”气泡,释放药物。
